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프로그램 헤더
프로그램 헤더는 로더가 ELF를 메모리에 로드하는 방법을 설명합니다:
readelf -lW lnstat
Elf file type is DYN (Position-Independent Executable file)
Entry point 0x1c00
There are 9 program headers, starting at offset 64
Program Headers:
Type Offset VirtAddr PhysAddr FileSiz MemSiz Flg Align
PHDR 0x000040 0x0000000000000040 0x0000000000000040 0x0001f8 0x0001f8 R 0x8
INTERP 0x000238 0x0000000000000238 0x0000000000000238 0x00001b 0x00001b R 0x1
[Requesting program interpreter: /lib/ld-linux-aarch64.so.1]
LOAD 0x000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x003f7c 0x003f7c R E 0x10000
LOAD 0x00fc48 0x000000000001fc48 0x000000000001fc48 0x000528 0x001190 RW 0x10000
DYNAMIC 0x00fc58 0x000000000001fc58 0x000000000001fc58 0x000200 0x000200 RW 0x8
NOTE 0x000254 0x0000000000000254 0x0000000000000254 0x0000e0 0x0000e0 R 0x4
GNU_EH_FRAME 0x003610 0x0000000000003610 0x0000000000003610 0x0001b4 0x0001b4 R 0x4
GNU_STACK 0x000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x000000 0x000000 RW 0x10
GNU_RELRO 0x00fc48 0x000000000001fc48 0x000000000001fc48 0x0003b8 0x0003b8 R 0x1
Section to Segment mapping:
Segment Sections...
00
01 .interp
02 .interp .note.gnu.build-id .note.ABI-tag .note.package .gnu.hash .dynsym .dynstr .gnu.version .gnu.version_r .rela.dyn .rela.plt .init .plt .text .fini .rodata .eh_frame_hdr .eh_frame
03 .init_array .fini_array .dynamic .got .data .bss
04 .dynamic
05 .note.gnu.build-id .note.ABI-tag .note.package
06 .eh_frame_hdr
07
08 .init_array .fini_array .dynamic .got
이전 프로그램에는 **9개의 프로그램 헤더(program headers)**가 있으며, **세그먼트 매핑(segment mapping)**은 각 섹션이 어떤 프로그램 헤더(00에서 08까지)에 위치하는지를 나타냅니다.
PHDR - 프로그램 헤더
프로그램 헤더 테이블과 메타데이터 자체를 포함합니다.
INTERP
바이너리를 메모리에 로드할 때 사용할 로더(loader)의 경로를 나타냅니다.
Tip: Statically linked or static-PIE binaries won’t have an
INTERPentry. In those cases there is no dynamic loader involved, which disables techniques that rely on it (e.g.,ret2dlresolve).
LOAD
이 헤더들은 바이너리를 메모리에 어떻게 로드할지를 나타내는 데 사용됩니다.
각 LOAD 헤더는 메모리(크기, 권한 및 정렬) 영역을 나타내며 ELF 바이너리에서 복사할 바이트들을 지정합니다.
예를 들어, 두 번째 LOAD는 크기가 0x1190이고 0x1fc48에 읽기 및 쓰기 권한으로 위치해야 하며 오프셋 0xfc48에서 0x528 바이트로 채워집니다(예약된 모든 공간을 채우지는 않습니다). 이 메모리에는 섹션 .init_array .fini_array .dynamic .got .data .bss가 포함됩니다.
DYNAMIC
이 헤더는 프로그램을 라이브러리 종속성에 연결하고 재배치를 적용하는 데 도움을 줍니다. .dynamic 섹션을 확인하세요.
NOTE
이 섹션은 바이너리에 대한 벤더 메타데이터 정보를 저장합니다.
- x86-64에서
readelf -n은.note.gnu.property내부의GNU_PROPERTY_X86_FEATURE_1_*플래그를 보여줍니다.IBT및/또는SHSTK가 보이면, 해당 바이너리는 CET(Indirect Branch Tracking 및/또는 Shadow Stack)로 빌드된 것입니다. 이는 ROP/JOP에 영향을 미치는데, 간접 분기 타깃은ENDBR64명령으로 시작해야 하고 반환은 섀도우 스택으로 검사됩니다. 세부사항 및 우회 노트는 CET 페이지를 참조하세요.
GNU_EH_FRAME
디버거와 C++ 예외 처리 런타임 함수들이 사용하는 스택 언와인드 테이블의 위치를 정의합니다.
GNU_STACK
스택 실행 방지 구성(configuration)을 포함합니다. 활성화되어 있으면 바이너리는 스택에서 코드를 실행할 수 없습니다.
readelf -l ./bin | grep GNU_STACK로 확인하세요. 테스트 중 강제로 전환하려면execstack -s|-c ./bin을 사용할 수 있습니다.
GNU_RELRO
바이너리의 RELRO(Relocation Read-Only) 구성을 나타냅니다. 이 보호는 프로그램이 로드된 후 실행을 시작하기 전에 메모리의 특정 섹션(예: GOT 또는 init 및 fini 테이블)을 읽기 전용으로 표시합니다.
이전 예에서는 0x3b8 바이트를 읽기 전용으로 0x1fc48에 복사하여 .init_array .fini_array .dynamic .got .data .bss 섹션에 영향을 줍니다.
RELRO는 partial 또는 full일 수 있다는 점에 유의하세요. partial 버전은 .plt.got 섹션을 보호하지 않는데, 이 섹션은 lazy binding에 사용되며 라이브러리의 위치가 처음 검색될 때 해당 라이브러리 주소를 기록하기 위해 이 메모리 공간에 쓰기 권한이 필요합니다.
For exploitation techniques and up-to-date bypass notes, check the dedicated page:
TLS
스레드 로컬 변수에 대한 정보를 저장하는 TLS 엔트리 테이블을 정의합니다.
Section Headers
Section headers는 ELF 바이너리에 대한 더 상세한 뷰를 제공합니다.
objdump lnstat -h
lnstat: file format elf64-littleaarch64
Sections:
Idx Name Size VMA LMA File off Algn
0 .interp 0000001b 0000000000000238 0000000000000238 00000238 2**0
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
1 .note.gnu.build-id 00000024 0000000000000254 0000000000000254 00000254 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
2 .note.ABI-tag 00000020 0000000000000278 0000000000000278 00000278 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
3 .note.package 0000009c 0000000000000298 0000000000000298 00000298 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
4 .gnu.hash 0000001c 0000000000000338 0000000000000338 00000338 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
5 .dynsym 00000498 0000000000000358 0000000000000358 00000358 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
6 .dynstr 000001fe 00000000000007f0 00000000000007f0 000007f0 2**0
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
7 .gnu.version 00000062 00000000000009ee 00000000000009ee 000009ee 2**1
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
8 .gnu.version_r 00000050 0000000000000a50 0000000000000a50 00000a50 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
9 .rela.dyn 00000228 0000000000000aa0 0000000000000aa0 00000aa0 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
10 .rela.plt 000003c0 0000000000000cc8 0000000000000cc8 00000cc8 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
11 .init 00000018 0000000000001088 0000000000001088 00001088 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
12 .plt 000002a0 00000000000010a0 00000000000010a0 000010a0 2**4
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
13 .text 00001c34 0000000000001340 0000000000001340 00001340 2**6
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
14 .fini 00000014 0000000000002f74 0000000000002f74 00002f74 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
15 .rodata 00000686 0000000000002f88 0000000000002f88 00002f88 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
16 .eh_frame_hdr 000001b4 0000000000003610 0000000000003610 00003610 2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
17 .eh_frame 000007b4 00000000000037c8 00000000000037c8 000037c8 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
18 .init_array 00000008 000000000001fc48 000000000001fc48 0000fc48 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
19 .fini_array 00000008 000000000001fc50 000000000001fc50 0000fc50 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
20 .dynamic 00000200 000000000001fc58 000000000001fc58 0000fc58 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
21 .got 000001a8 000000000001fe58 000000000001fe58 0000fe58 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
22 .data 00000170 0000000000020000 0000000000020000 00010000 2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
23 .bss 00000c68 0000000000020170 0000000000020170 00010170 2**3
ALLOC
24 .gnu_debugaltlink 00000049 0000000000000000 0000000000000000 00010170 2**0
CONTENTS, READONLY
25 .gnu_debuglink 00000034 0000000000000000 0000000000000000 000101bc 2**2
CONTENTS, READONLY
또한 위치, 오프셋(offset), 권한뿐 아니라 해당 섹션이 가진 데이터의 타입도 나타냅니다.
메타 섹션
- String table: ELF 파일에 필요한 모든 문자열을 포함합니다(단, 프로그램에서 실제로 사용되는 문자열은 아님). 예를 들어 섹션 이름들인
.text또는.data같은 항목들이 들어갑니다. 만약.text가 문자열 테이블의 오프셋 45에 위치한다면 name 필드에는 숫자 45가 사용됩니다. - 문자열 테이블의 위치를 찾기 위해 ELF는 문자열 테이블을 가리키는 포인터를 포함합니다.
- Symbol table: 심볼에 대한 정보(이름(문자열 테이블 내 오프셋), 주소, 크기 및 기타 메타데이터)를 포함합니다.
주요 섹션
.text: 프로그램이 실행할 명령어(코드)..data: 프로그램에서 값이 정의된 전역 변수들..bss: 초기화되지 않았거나(또는 0으로 초기화된) 전역 변수들. 이 섹션의 변수들은 자동으로 0으로 초기화되므로 불필요한 0들을 바이너리에 추가하는 것을 방지합니다..rodata: 상수 전역 변수(읽기 전용 섹션)..tdataand.tbss: 스레드 로컬 변수가 사용될 때.data및.bss와 유사한 역할을 합니다 (__thread_localin C++ 또는__threadin C`)..dynamic: 아래 참조.
심볼
심볼은 프로그램 내의 이름이 붙은 위치로, 함수, 전역 데이터 객체, 스레드 로컬 변수 등이 될 수 있습니다…
readelf -s lnstat
Symbol table '.dynsym' contains 49 entries:
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name
0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND
1: 0000000000001088 0 SECTION LOCAL DEFAULT 12 .init
2: 0000000000020000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 23 .data
3: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND strtok@GLIBC_2.17 (2)
4: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND s[...]@GLIBC_2.17 (2)
5: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND strlen@GLIBC_2.17 (2)
6: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND fputs@GLIBC_2.17 (2)
7: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND exit@GLIBC_2.17 (2)
8: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND _[...]@GLIBC_2.34 (3)
9: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND perror@GLIBC_2.17 (2)
10: 0000000000000000 0 NOTYPE WEAK DEFAULT UND _ITM_deregisterT[...]
11: 0000000000000000 0 FUNC WEAK DEFAULT UND _[...]@GLIBC_2.17 (2)
12: 0000000000000000 0 FUNC GLOBAL DEFAULT UND putc@GLIBC_2.17 (2)
[...]
각 심볼 항목은 다음을 포함합니다:
- 이름
- Binding attributes (weak, local or global): 로컬 심볼은 프로그램 자체에서만 접근할 수 있고 글로벌 심볼은 프로그램 외부와 공유됩니다. weak 객체는 예를 들어 다른 것으로 오버라이드될 수 있는 함수입니다.
- Type: NOTYPE (타입 미지정), OBJECT (전역 데이터 변수), FUNC (함수), SECTION (섹션), FILE (디버거용 소스 코드 파일), TLS (스레드 로컬 변수), GNU_IFUNC (재배치용 간접 함수)
- Section 인덱스 (위치)
- Value (메모리의 주소)
- Size
GNU IFUNC (indirect functions)
- GCC can emit
STT_GNU_IFUNCsymbols with the__attribute__((ifunc("resolver")))extension. 동적 로더는 로드 시점에 resolver를 호출하여 구체적인 구현을 선택합니다(주로 CPU 디스패치). - 빠른 확인:
readelf -sW ./bin | rg -i "IFUNC"
GNU Symbol Versioning (dynsym/dynstr/gnu.version)
Modern glibc uses symbol versions. .gnu.version 및 .gnu.version_r에 항목들이 보이고 strlen@GLIBC_2.17 같은 심볼 이름을 보게 됩니다. 동적 링커는 심볼을 해석할 때 특정 버전을 요구할 수 있습니다. 수동 재배치(manual relocations)를 구성할 때(예: ret2dlresolve) 올바른 버전 인덱스를 제공해야 하며, 그렇지 않으면 해석이 실패합니다.
동적 섹션
readelf -d lnstat
Dynamic section at offset 0xfc58 contains 28 entries:
Tag Type Name/Value
0x0000000000000001 (NEEDED) Shared library: [libc.so.6]
0x0000000000000001 (NEEDED) Shared library: [ld-linux-aarch64.so.1]
0x000000000000000c (INIT) 0x1088
0x000000000000000d (FINI) 0x2f74
0x0000000000000019 (INIT_ARRAY) 0x1fc48
0x000000000000001b (INIT_ARRAYSZ) 8 (bytes)
0x000000000000001a (FINI_ARRAY) 0x1fc50
0x000000000000001c (FINI_ARRAYSZ) 8 (bytes)
0x000000006ffffef5 (GNU_HASH) 0x338
0x0000000000000005 (STRTAB) 0x7f0
0x0000000000000006 (SYMTAB) 0x358
0x000000000000000a (STRSZ) 510 (bytes)
0x000000000000000b (SYMENT) 24 (bytes)
0x0000000000000015 (DEBUG) 0x0
0x0000000000000003 (PLTGOT) 0x1fe58
0x0000000000000002 (PLTRELSZ) 960 (bytes)
0x0000000000000014 (PLTREL) RELA
0x0000000000000017 (JMPREL) 0xcc8
0x0000000000000007 (RELA) 0xaa0
0x0000000000000008 (RELASZ) 552 (bytes)
0x0000000000000009 (RELAENT) 24 (bytes)
0x000000000000001e (FLAGS) BIND_NOW
0x000000006ffffffb (FLAGS_1) Flags: NOW PIE
0x000000006ffffffe (VERNEED) 0xa50
0x000000006fffffff (VERNEEDNUM) 2
0x000000006ffffff0 (VERSYM) 0x9ee
0x000000006ffffff9 (RELACOUNT) 15
0x0000000000000000 (NULL) 0x0
The NEEDED 디렉토리는 프로그램이 계속 실행하기 위해 언급된 라이브러리를 로드해야 함을 나타냅니다. NEEDED 디렉토리는 공유 라이브러리가 완전히 작동하고 사용 준비가 완료되면 완료됩니다.
동적 로더 검색 순서 (RPATH/RUNPATH, $ORIGIN)
항목 DT_RPATH (deprecated) 및/또는 DT_RUNPATH는 동적 로더가 의존성을 검색하는 위치에 영향을 줍니다. 대략적인 순서:
LD_LIBRARY_PATH(setuid/sgid 또는 기타 “secure-execution” 프로그램에서는 무시됨)DT_RPATH(DT_RUNPATH가 없을 때만)DT_RUNPATHld.so.cache/lib64,/usr/lib64등과 같은 기본 디렉토리
$ORIGIN은 RPATH/RUNPATH 안에서 메인 오브젝트의 디렉토리를 가리키는 데 사용할 수 있습니다. 공격자 관점에서는 파일시스템 레이아웃이나 환경을 제어할 수 있을 때 이것이 중요합니다. 강화된 바이너리(AT_SECURE)의 경우 대부분의 환경 변수는 로더에 의해 무시됩니다.
- 검사:
readelf -d ./bin | egrep -i 'r(path|unpath)' - 간단 테스트:
LD_DEBUG=libs ./bin 2>&1 | grep -i find(검색 경로 결정을 표시)
Priv-esc tip: Prefer abusing writable RUNPATHs or misconfigured
$ORIGIN-relative paths owned by you. LD_PRELOAD/LD_AUDIT are ignored in secure-execution (setuid) contexts.
재배치
로더는 의존성을 로드한 후에도 재배치(relocate)를 수행해야 합니다. 이러한 재배치들은 REL 또는 RELA 형식의 재배치 테이블에 표시되며, 재배치 개수는 동적 섹션 RELSZ 또는 RELASZ에 기록됩니다.
readelf -r lnstat
Relocation section '.rela.dyn' at offset 0xaa0 contains 23 entries:
Offset Info Type Sym. Value Sym. Name + Addend
00000001fc48 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 1d10
00000001fc50 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 1cc0
00000001fff0 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 1340
000000020008 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 20008
000000020010 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3330
000000020030 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3338
000000020050 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3340
000000020070 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3348
000000020090 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3350
0000000200b0 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3358
0000000200d0 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3360
0000000200f0 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3370
000000020110 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3378
000000020130 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3380
000000020150 000000000403 R_AARCH64_RELATIV 3388
00000001ffb8 000a00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 _ITM_deregisterTM[...] + 0
00000001ffc0 000b00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 __cxa_finalize@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffc8 000f00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 stderr@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffd0 001000000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 optarg@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffd8 001400000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 stdout@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffe0 001e00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 __gmon_start__ + 0
00000001ffe8 001f00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 __stack_chk_guard@GLIBC_2.17 + 0
00000001fff8 002e00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 _ITM_registerTMCl[...] + 0
Relocation section '.rela.plt' at offset 0xcc8 contains 40 entries:
Offset Info Type Sym. Value Sym. Name + Addend
00000001fe70 000300000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strtok@GLIBC_2.17 + 0
00000001fe78 000400000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strtoul@GLIBC_2.17 + 0
00000001fe80 000500000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strlen@GLIBC_2.17 + 0
00000001fe88 000600000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fputs@GLIBC_2.17 + 0
00000001fe90 000700000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 exit@GLIBC_2.17 + 0
00000001fe98 000800000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __libc_start_main@GLIBC_2.34 + 0
00000001fea0 000900000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 perror@GLIBC_2.17 + 0
00000001fea8 000b00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __cxa_finalize@GLIBC_2.17 + 0
00000001feb0 000c00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 putc@GLIBC_2.17 + 0
00000001fec0 000e00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fputc@GLIBC_2.17 + 0
00000001fec8 001100000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 snprintf@GLIBC_2.17 + 0
00000001fed0 001200000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __snprintf_chk@GLIBC_2.17 + 0
00000001fed8 001300000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 malloc@GLIBC_2.17 + 0
00000001fee0 001500000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 gettimeofday@GLIBC_2.17 + 0
00000001fee8 001600000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 sleep@GLIBC_2.17 + 0
00000001fef0 001700000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __vfprintf_chk@GLIBC_2.17 + 0
00000001fef8 001800000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 calloc@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff00 001900000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 rewind@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff08 001a00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strdup@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff10 001b00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 closedir@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff18 001c00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __stack_chk_fail@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff20 001d00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strrchr@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff28 001e00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __gmon_start__ + 0
00000001ff30 002000000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 abort@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff38 002100000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 feof@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff40 002200000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 getopt_long@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff48 002300000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __fprintf_chk@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff50 002400000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strcmp@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff58 002500000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 free@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff60 002600000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 readdir64@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff68 002700000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strndup@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff70 002800000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strchr@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff78 002900000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fwrite@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff80 002a00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fflush@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff88 002b00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fopen64@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff90 002c00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __isoc99_sscanf@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff98 002d00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strncpy@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffa0 002f00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __assert_fail@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffa8 003000000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fgets@GLIBC_2.17 + 0
Packed relative relocations (RELR)
- 현대의 링커는
-z pack-relative-relocs로 압축된 relative relocations를 생성할 수 있다. 이 설정은 PIEs/shared libraries의 dynamic section에DT_RELR,DT_RELRSZ, 및DT_RELRENT항목을 추가한다(비-PIE 실행파일에서는 무시된다). - Recon:
readelf -d ./bin | egrep -i "DT_RELR|RELRSZ|RELRENT"
Static Relocations
프로그램이 선호 주소(보통 0x400000)와 다른 위치에 로드되는 경우(이미 해당 주소가 사용 중이거나 ASLR 등 이유로), 정적 relocation은 바이너리가 선호 주소에 로드된다고 가정하고 있던 포인터들의 값을 보정한다.
예를 들어 섹션 타입이 R_AARCH64_RELATIV인 모든 항목은 relocation bias에 더해진 addend 값만큼 주소가 수정되어야 한다.
Dynamic Relocations and GOT
relocation은 외부 심볼(의존성의 함수 등)을 참조할 수도 있다. 예를 들어 libC의 malloc 같은 함수다. 그러면 로더는 libC를 로드할 때 malloc이 어디에 로드되었는지 확인하고, relocation 테이블에 표시된 GOT(Global Offset Table) 엔트리에 그 주소를 써 넣는다.
Procedure Linkage Table
PLT 섹션은 lazy binding을 가능하게 한다. 즉, 함수의 실제 위치 결정은 해당 함수가 처음 호출될 때 수행된다.
따라서 프로그램이 malloc을 호출하면 실제로는 PLT 내의 해당 malloc 위치(malloc@plt)를 호출한다. 처음 호출될 때 malloc의 주소를 해결해서 저장하므로, 다음번에 malloc이 호출되면 PLT 코드 대신 그 저장된 주소가 사용된다.
Modern linking behaviors that impact exploitation
-z now(Full RELRO)는 lazy binding을 비활성화한다; PLT 엔트리는 여전히 존재하지만 GOT/PLT는 읽기 전용으로 매핑되므로 main 바이너리에 대해 GOT overwrite 나 ret2dlresolve 같은 기법은 동작하지 않는다(라이브러리는 부분적으로 RELRO일 수 있음). See:
-
-fno-plt는 컴파일러가 PLT stub를 거치지 않고 GOT entry directly를 통해 외부 함수를 호출하게 만든다. call func@plt 대신 mov reg, [got]; call reg 같은 호출 시퀀스를 보게 될 것이다. 이는 speculative-execution 남용을 줄이고 PLT stub 주변의 ROP gadget 탐색 방식을 약간 변경한다. -
PIE vs static-PIE: PIE (ET_DYN with INTERP)는 dynamic loader가 필요하며 일반적인 PLT/GOT 메커니즘을 지원한다. Static-PIE (ET_DYN without INTERP)는 relocations가 커널 로더에 의해 적용되고 ld.so가 존재하지 않으므로 런타임에서 PLT 해석이 없을 것으로 예상하라.
If GOT/PLT is not an option, pivot to other writeable code-pointers or use classic ROP/SROP into libc.
Program Initialization
프로그램이 로드된 후 실행될 차례다. 하지만, 실행되는 첫 코드가 항상 main 함수인 것은 아니다. 예를 들어 C++에서 global variable is an object of a class라면, 이 객체는 main이 실행되기 before initialized 되어야 한다. 예:
#include <stdio.h>
// g++ autoinit.cpp -o autoinit
class AutoInit {
public:
AutoInit() {
printf("Hello AutoInit!\n");
}
~AutoInit() {
printf("Goodbye AutoInit!\n");
}
};
AutoInit autoInit;
int main() {
printf("Main\n");
return 0;
}
이 전역 변수들은 .data 또는 .bss에 위치하지만, __CTOR_LIST__와 __DTOR_LIST__ 목록에는 초기화 및 소멸할 객체들이 그 순서를 추적하기 위해 저장되어 있다.
C 코드에서는 GNU 확장을 사용하여 동일한 결과를 얻을 수 있다:
__attribute__((constructor)) //Add a constructor to execute before
__attribute__((destructor)) //Add to the destructor list
컴파일러 관점에서, main 함수가 실행되기 전후에 이러한 동작을 수행하려면 init 함수와 fini 함수를 만들어 동적 섹션에 INIT 및 FINI 로 참조되게 할 수 있으며, 이들은 ELF의 init 및 fini 섹션에 배치됩니다.
또 다른 옵션은 설명한 것처럼 동적 섹션의 INIT_ARRAY 및 FINI_ARRAY 항목에 __CTOR_LIST__ 및 __DTOR_LIST__ 목록을 참조하는 것이고, 이들의 길이는 INIT_ARRAYSZ 및 FINI_ARRAYSZ 로 표시됩니다. 각 항목은 인수 없이 호출되는 함수 포인터입니다.
또한 INIT_ARRAY 포인터들보다 앞서 실행되는 포인터들을 갖는 PREINIT_ARRAY 를 가질 수도 있습니다.
악용 주의
-
Partial RELRO 하에서는 이 배열들이
ld.so가PT_GNU_RELRO를 읽기 전용으로 전환하기 전까지 여전히 쓰기 가능한 페이지에 존재합니다. 충분히 일찍 arbitrary write를 얻거나 라이브러리의 쓰기 가능한 배열을 노릴 수 있다면, 항목을 원하는 함수로 덮어써 제어 흐름을 탈취할 수 있습니다. Full RELRO 하에서는 런타임에 이들은 읽기 전용입니다. -
런타임에 임의의 심볼을 해결하도록 dynamic linker의 lazy binding을 악용하는 방법은 전용 페이지를 참조하세요:
초기화 순서
- 프로그램이 메모리에 로드되고, 정적 전역 변수는
.data에서 초기화되며 초기화되지 않은 변수들은.bss에서 0으로 설정됩니다. - 프로그램이나 라이브러리의 모든 dependencies 가 초기화되고 dynamic linking이 수행됩니다.
PREINIT_ARRAY함수들이 실행됩니다.INIT_ARRAY함수들이 실행됩니다.INIT엔트리가 있으면 호출됩니다.- 라이브러리라면 dlopen은 여기서 끝나고, 프로그램이라면 이제 real entry point (
main함수)를 호출할 차례입니다.
Thread-Local Storage (TLS)
C++에서는 키워드 __thread_local 또는 GNU 확장인 __thread 를 사용해 정의합니다.
각 스레드는 이 변수에 대해 고유한 위치를 유지하므로 그 스레드만 자신의 변수를 접근할 수 있습니다.
이것이 사용되면 ELF에서는 .tdata 와 .tbss 섹션이 사용됩니다. 이들은 TLS를 위한 .data(초기화됨) 및 .bss(초기화되지 않음)와 유사합니다.
각 변수는 크기와 TLS 오프셋(스레드의 로컬 데이터 영역에서 사용할 오프셋)을 지정하는 TLS 헤더 항목을 가집니다.
__TLS_MODULE_BASE 는 thread local storage의 베이스 주소를 가리키는 심볼로, 모듈의 모든 thread-local 데이터를 포함하는 메모리 영역을 가리킵니다.
Auxiliary Vector (auxv) and vDSO
Linux 커널은 런타임에 유용한 주소와 플래그를 포함하는 auxiliary vector를 프로세스에 전달합니다:
AT_RANDOM: glibc가 스택 카나리와 기타 PRNG 시드에 사용하는 16바이트의 랜덤 바이트를 가리킵니다.AT_SYSINFO_EHDR: vDSO 매핑의 베이스 주소(여기서__kernel_*시스템콜과 가젯을 찾기 편리합니다).AT_EXECFN,AT_BASE,AT_PAGESZ, 등.
공격자로서, /proc 아래의 메모리나 파일을 읽을 수 있다면, 대상 프로세스에 infoleak 없이도 종종 이것들을 leak 할 수 있습니다:
# Show the auxv of a running process
cat /proc/$(pidof target)/auxv | xxd
# From your own process (helper snippet)
#include <sys/auxv.h>
#include <stdio.h>
int main(){
printf("AT_RANDOM=%p\n", (void*)getauxval(AT_RANDOM));
printf("AT_SYSINFO_EHDR=%p\n", (void*)getauxval(AT_SYSINFO_EHDR));
}
Leaking AT_RANDOM는 해당 포인터를 역참조할 수 있다면 canary 값을 제공합니다; AT_SYSINFO_EHDR는 gadgets를 찾거나 fast syscalls를 직접 호출하기 위한 vDSO 베이스를 제공합니다.
References
- GCC 공통 함수 속성 (ifunc / STT_GNU_IFUNC): https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-14.3.0/gcc/Common-Function-Attributes.html
- GNU ld
-z pack-relative-relocs/DT_RELR문서: https://sourceware.org/binutils/docs/ld.html - ld.so(8) – Dynamic Loader 검색 순서, RPATH/RUNPATH, secure-execution 규칙 (AT_SECURE): https://man7.org/linux/man-pages/man8/ld.so.8.html
- getauxval(3) – 보조 벡터 및 AT_* 상수: https://man7.org/linux/man-pages/man3/getauxval.3.html
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